(57)【要約】【課題】この発明は、簡易な構成で、且つ、簡便にして容易なモータ分解・組立を実現し得るようにした超音波モータを提供することにある。【解決手段】圧電素子１０に配したホルダ部材１２上に位置規制部材１４を積重配置して、ホルダ部材１３の一対の突起部１３１を、位置規制部材１４に設けた挿入口１４２を有した収容部１４１に押圧軸方向に移動可能に収容し、この圧電素子１０上の位置規制部材１４上にベース部材１５を積重配置して、圧電素子１０の駆動子１１が被駆動体１２上に載置されると、ベース部材１５の自重等によりホルダ部材１３の突起部１３１が、位置規制部材１４の収容部１４１に沿って押圧軸方向に移動されて、その駆動子１１が被駆動体１２に駆動可能に圧接され、この圧接状態からベース部材１５と共に、圧電素子１０の駆動子１１が被駆動体１２上から離間されると、ホルダ部材１３の突起部１３１が位置規制部材１４の収容部１４１内に収容された状態で分離されるように構成した。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
縦振動と屈曲振動を同時に励起して楕円振動を発生させ、前記楕円振動を駆動力として被駆動体を駆動する超音波モータであって、
複数の圧電素子と、
前記複数の圧電素子の一方の面に設けられ、該圧電素子の振動により楕円振動を発生する駆動子と、
前記複数の圧電素子の他方の面に配置され、該圧電素子の縦振動及び屈曲振動の共通の節又はその近傍に対応して一対の突起部が設けられた複数のホルダ部材と、
前記複数の圧電素子の他方の面上に各ホルダ部材を挟んで積重配置されるものであって、前記突起部の挿入される挿入口をそれぞれ有し、前記突起部がそれぞれ押圧軸方向に移動可能に収容される一対の収容部が、前記一対の突起部に対応して設けられた複数の位置規制部材と、
前記複数の位置規制部材上に被着され、前記複数の圧電素子の駆動子を前記被駆動体に押圧するベース部材と、
前記ベース部材上に配置され、前記複数の圧電素子を駆動して各駆動子に楕円振動を発生させ、前記被駆動体を任意方向に駆動する制御部材と、
を具備することを特徴とする超音波モータ。
【請求項２】
さらに、前記ベース部上には、加圧部材が設けられることを特徴とする請求項１記載の超音波モータ。
【請求項３】
前記位置規制部材の収容部の挿入口には、抜け防止突部が設けられることを特徴とする請求項１又は２記載の超音波モータ。
【請求項４】
前記ホルダ部材の突起部は、位置規制部材の収容部に少なくともピッチ、ロール、ヨーの３軸回りに自由度を有して押圧軸方向に移動自在に収容されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか記載の超音波モータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えばデジタルカメラの手振れ補正ユニットやＡＦレンズ等を含む各種のアクチュエータとして用いられている超音波モータに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、この種の超音波モータは、圧電素子に電圧を印加して縦振動と屈曲振動を励起させて楕円振動を発生させ、この楕円振動を、摩擦材である駆動子を介して被駆動体に伝達し、該被駆動体を摩擦駆動するように構成されている。このような超音波モータは、振動体を構成する圧電素子にホルダ部材を設けて、このホルダ部材に押圧部材を組付けて、この押圧部材を用いて圧電素子のホルダ部材を押圧することにより、該圧電素子の駆動子を被駆動体に均一的に接触配置される（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
この超音波モータの組立手順としては、先ず、圧電素子の駆動子を被駆動体上に当接させて圧電素子を配置し、その後、圧電素子のホルダ部材に対して押圧部材が、押圧手段を用いて押圧力が所望の値になるように組付けられる。
【特許文献１】特開２００７−２０９０８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記超音波モータでは、ホルダ部材を圧電素子に配した後、ホルダ部材に対して別体の押圧部材を所望の押圧力を有して組付け配置している構成上、そのモータの分解・組立が非常に面倒であるという問題を有する。このため、モータとしての使用形態に制約を有する。
【０００５】
この発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、簡易な構成で、且つ、簡便にして容易なモータ分解・組立を実現し得るようにした超音波モータを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明は、縦振動と屈曲振動を同時に励起して楕円振動を発生させ、前記楕円振動を駆動力として被駆動体を駆動する超音波モータであって、複数の圧電素子と、前記複数の圧電素子の一方の面に設けられ、該圧電素子の振動により楕円振動を発生する駆動子と、前記複数の圧電素子の他方の面に配置され、該圧電素子の縦振動及び屈曲振動の共通の節又はその近傍に対応して一対の突起部が設けられた複数のホルダ部材と、前記複数の圧電素子の他方の面上に各ホルダ部材を挟んで積重配置されるものであって、前記突起部の挿入される挿入口をそれぞれ有し、前記突起部がそれぞれ押圧軸方向に移動可能に収容される一対の収容部が、前記一対の突起部に対応して設けられた複数の位置規制部材と、前記複数の位置規制部材上に被着され、前記複数の圧電素子の駆動子を前記被駆動体に押圧するベース部材と、前記ベース部材上に配置され、前記複数の圧電素子を駆動して各駆動子に楕円振動を発生させ、前記被駆動体を任意方向に駆動する制御部材とを備えて構成した。
【０００７】
上記構成によれば、圧電素子は、そのホルダ部材の一対の突起部が位置規制部材の一対の収容部に各挿入口から挿入されて押圧軸方向に移動可能に収容され、位置規制部材の下面に配置されることにより、その駆動子が被駆動体上に載置されると、位置規制部材を含むベース部の重力により圧接される。そして、圧電素子は、その駆動子の圧接状態から位置規制部材及びベース部材と共に、被駆動体上から離間されると、ホルダ部材の突起部が位置規制部材の収容部内に収容された状態で分離され、再び、その駆動子が被駆動体上に載置されると、その収容部内に収容されたホルダ部材の突起部が移動し、位置規制部材を含むベース部の重力により駆動子が、いわゆるならいながら被駆動体に均一的に圧接される。
【０００８】
これにより、ホルダ部材は、その突起部が、位置規制部材の収容部に収容され状態で、該位置規制部材をベース部材と共に、その圧電素子を被駆動体上に載置、あるいは離間させるだけで、圧電素子の被駆動体への組立及び分解（分離）が可能となり、その簡便な取扱いが実現される。
【発明の効果】
【０００９】
以上述べたように、この発明によれば、簡易な構成で、且つ、簡便にして容易なモータ分解・組立を実現し得るようにした超音波モータを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、この発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１１】
図１及び図２は、この発明の一実施の形態に係る超音波モータを示すもので、図１は、正面から見た状態を示し、図２は、側面から見た状態を示す。
【００１２】
即ち、圧電素子１０は、複数個、例えば２個が所定の間隔に配置される。この圧電素子１０は、例えば同様に複数の電極板を積層して矩形状に形成され、各電極に対して電圧が印加されると、これに応動して縦振動及び屈曲振動を励起して楕円振動を発生する。
【００１３】
この圧電素子１０には、その下面の例えば屈曲振動の腹に、駆動子１１が接着剤を用いて所定の間隔に固着され、その楕円振動の発生に応動して、その駆動子１１が被駆動体１２上に圧接されて該被駆動体１２を摩擦駆動する。この被駆動体１２は、図示しない筐体内に転動体を介して移動自在に配置され、圧電素子１０の駆動子１１により摩擦駆動されると、転動体（図示せず）を介して移動制御される。
【００１４】
また、圧電素子１０には、その上面の縦振動の節又はその近傍で、かつ前記屈曲振動の節又はその近傍に略コ字状のホルダ部材１３が、例えば接着剤を用いて固着されて振動体として構成されている。このホルダ部材１３は、その圧電素子１０の幅方向の両端部にそれぞれ例えば矩形状の突起部１３１が縦振動の節で、かつ屈曲振動の節に対応して突設され、この突起部１３１は、上記圧電素子１０の短辺側から突出される。そして、このホルダ部材１３には、その上面に被押圧部１３２が設けられ、この被押圧部１３２には、位置規制部材１４の底面側が当接されて積重される。
【００１５】
この位置規制部材１４には、その下面側に一対の枠状の収容部１４１が、上記圧電素子１０に固着されたホルダ部材１３の一対の突起部１３１に対応して所定の間隔を有して形成されている（図３参照）。この収容部１４１は、それぞれ押圧軸方向に所望の空隙を有して形成され、その一部、例えば圧電素子１０の長手方向と直交する面に挿入口１４２が上記ホルダ部材１３の突起部１３１に対向して形成されている（図４参照）。
【００１６】
そして、位置規制部材１４は、その一対の収容部１４１に対して、その挿入口１４２から上記圧電素子１０に配したホルダ部材１３の一対の突起部１３１が挿入されて押圧軸方向に移動可能で、且つ、少なくともピッチ、ロール、ヨー方向に所望の自由度を有して収容される。この状態で、位置規制部材１４の下面側には、圧電素子１０に固着されたホルダ部材１３の被押圧部１３２がそれぞれ当接可能に対向配置される。
【００１７】
なお、上記収容部１４１の挿入口１４２には、例えば図５に示すように先方向に傾斜した爪状等の抜け防止突部１４３を１個以上設けるように構成してもよい。これにより、ホルダ部材１３の突起部１３１が、位置規制部材１４の収容部１４１の挿入口１４２より、抜け防止用突部１４３を通して一旦、該収容部１４１に収容された状態では、該突起部１３１が抜け防止突部１４３により規制されて収容部１４１の挿入口１４２から離脱したりすることなく、収容状態が確実に維持される。
【００１８】
また、上記位置規制部材１４は、上述したようにホルダ部材１３の突起部１３１を支持した状態で、２個が上記被駆動体１２上に所定の間隔に配置され、その上から押圧用ベース部材１５が積重されて図示しない螺子等を用いて取付けられて位置決め配置される。このベース部材１５上には、基板及び電源等で構成される制御部材１６が設置されると共に、必要に応じて加圧部材１７が設置される。この制御部材１６は、図示しない配線ケーブルを介して上記２個の圧電素子１０と電気的に接続され、指令信号に応動して該圧電素子１０を選択的に駆動制御する。
【００１９】
上記構成により、圧電素子１０は、その上面に固着したホルダ部材１３の一対の突起部１３１が位置規制部材１４の一対の収容部１４１の各挿入口１４２を通して該収容部１４１に収容されている。この状態で、ホルダ部材１３の被押圧部１３２には、位置規制部材１４の下面に対向配置される。
【００２０】
このようにして、各ホルダ部材１３上に位置規制部材１４がそれぞれ積重配置された２個の圧電素子１０は、その駆動子１１が被駆動体１２上に載置された状態で、ベース部材１５が積重配置されて位置決めされ、このベース部材１５上には、制御部材１６及び加圧部材１７が搭載される。ここで、ホルダ部材１３は、その突起部１３１がベース部材１５を含む重量により、位置規制部材１４の収容部１４１の上部側に移動され、その被押圧部１３２が位置規制部材１４の下面に当接され、圧電素子１０の駆動子１１を被駆動体１２に所望の押圧力を有して圧接する。ここに、ベース部材１５を含む圧電素子ユニットは、駆動可能な組立状態に組立てられる（図１及び図２参照）。
【００２１】
この圧電素子１０の駆動子１１が被駆動体１２上に圧接配置された状態において、上記制御部材１６は、指令信号に応動して上記圧電素子１０を駆動して楕円振動を発生させ、それを駆動力として駆動子１１を介して被駆動体を任意方向に駆動制御する。
【００２２】
そして、上記ベース部材が図６及び図７に示すように重力に逆らって持ち上げられると、ホルダ部材１３の突起部１３１は、圧電素子１０を含む自重により、位置規制部材１４の収容部１４１の下部側に移動され、この状態で、被駆動体１２から分解する如き分離移動が可能となる。
【００２３】
また、図６及び図７に示す分離状態から、再び図１及び図２に示すようにベース部材１５と共に、圧電素子１０の駆動子１１が被駆動体１２上に載置されると、上記ホルダ部材１３の突起部１３１は、ベース部材１５等の重量により位置規制部材１４の収容部１４１内を移動して上部側に移動され、上述した組立状態に設定される。この際、ホルダ部材１３の突起部１３１は、位置記載部材１４の収容部１４１に対してピッチ、ロール、ヨー方向に自由度を有していることで、圧電素子１０の駆動子１１が被駆動体１２に対してならいながら均一的に圧接される。
【００２４】
このように、上記超音波モータは、２台の圧電素子１０にそれぞれ配したホルダ部材１２上に位置規制部材１４を積重配置して、ホルダ部材１３の各一対の突起部１３１を、位置規制部材１４に設けた挿入口１４２を有した収容部１４１に押圧軸方向に移動可能に収容し、この２個の圧電素子１０上の位置規制部材１４上にベース部材１５を積重配置して、２個の圧電素子１０の駆動子１１が被駆動体１２上に載置されると、ベース部材１５の自重等により各ホルダ部材１３の突起部１３１が、位置規制部材１４の収容部１４１に沿って押圧軸方向に移動されて、その駆動子１１が被駆動体１２に駆動可能に圧接され、この圧接状態からベース部材１５と共に、圧電素子１０の駆動子１１が被駆動体１２上から離間されると、ホルダ部材１３の突起部１３１が位置規制部材１４の収容部１４１内に収容された状態で分離され、再び、圧電素子１０の駆動子１１が被駆動体１２上に載置されると、その収容部１４１内に収容されたホルダ部材１３の突起部１３１が組立位置に移動されて駆動子１１が被駆動体１２に圧接されるように構成した。
【００２５】
これにより、ホルダ部材１３は、その突起部１３１が、位置規制部材１４の収容部１４１に収容された状態で、該位置規制部材１４をベース部材１５と共に、その圧電素子１０の駆動子１１を被駆動体１２上に載置させたり、あるいは離間させるだけで、圧電素子１０の被駆動体１２への組立及び分解（分離）が可能となり、簡便な取扱いが実現される。
【００２６】
そして、圧電素子１０を被駆動体１２に対して容易に組立及び分解（分離）することができることにより、その使用形態として、例えば自走モータ構造等の各種のモータ構造にも、容易に適用することが可能となる。
【００２７】
また、この発明は、上記実施の形態に限ることなく、その他、図８乃至図１０に示すように形成することも可能である。但し、この図８乃至図１０の説明においては、上記図１乃至図７と同一部分について同一符号を付して、その詳細な説明を省略する。
【００２８】
この実施の形態においては、上記位置規制部材１４の収容部１４１に対して、押圧軸方向に直交する面内に挿入口１４４を設けて構成した。この場合には、挿入口１４４には、１個以上の抜け防止突部１４５が設けられる。
【００２９】
上記構成により、ホルダ部材１３は、その突起部１３１が位置記載部材１４の収容部１４１の挿入口１４４から抜け防止突部１４５の弾性力に抗して挿入される。この状態で、ホルダ部材１３の被押圧部１３２には、位置規制部材１４の下面が対向配置される。
【００３０】
このようにして、各ホルダ部材１３上に位置規制部材１４がそれぞれ積重配置された２個の圧電素子１０は、その駆動子１１が被駆動体１２上に載置された状態で、該位置規制部材１４上にベース部材１５が重ねられて位置決めされ、このベース部材１５上には、制御部材１６及び加圧部材１７が搭載される。ここで、ホルダ部材１３は、その被押圧部１３２がベース部材１５を含む重量により押圧されることで、その突起部１３１が位置規制部材１４の収容部１４１の上部側に移動されて、圧電素子１０の駆動子１１を被駆動体１２に所望の押圧力を有して圧接させ、駆動可能に組立てられる。
【００３１】
そして、上記ベース部材１５が図８に示すように重力に逆らって持ち上げられると、ホルダ部材１３の突起部１３１は、圧電素子１０を含む自重により、位置規制部材１４の収容部１４１の下部側に移動されて抜け防止部１４５に係止されて収容部１４１内に収容され、この状態で、被駆動体１２から分解（分離）される。
【００３２】
また、図８に示す分離状態から、再びベース部材１５と共に、圧電素子１０の駆動子１１が被駆動体１２上に載置されると、上記ホルダ部材１３の突起部１３１は、ベース部材１５等の自重により位置規制部材１４の収容部１４１内を、上部側に移動され、上記圧接状態に設定される。この際、各ホルダ部材１３の突起部１３１は、位置記載部材１４の収容部１４１に対してピッチ、ロール、ヨー方向に自由度を有していることで、２個の圧電素子１０の駆動子１１が被駆動体１２に対してならいながら均一的に圧接される。
【００３３】
さらに、上記実施の形態では、ホルダ部材１３の突起部１３１を矩形状に形成した場合について説明したが、これに限ることなく、その他、多角柱形状や筒状等に形成するように構成することも可能で、同様に有効な効果が期待される。
【００３４】
また、上記実施の形態では、ベース部材１３上に加圧部材１５を配して、加圧部材１５で圧電素子１０に付与する押圧力を調整するように構成した場合について説明したが、これに限ることなく、例えばベース部材１５及び制御部材１６等の自重だけで押圧力が足りる場合には、加圧部材１７を用いることなく構成してよく、同様に有効な効果が期待される。
【００３５】
よって、この発明は、上記実施の形態に限ることなく、その他、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々の変形を実施し得ることが可能である。さらに、上記実施の形態には、種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組合せにより種々の発明が抽出され得る。
【００３６】
例えば実施の形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】この発明の一実施の形態に係る超音波モータを正面側から見た状態を示した平面図である。
【図２】図１を側面側から見た状態を示した平面図である。
【図３】図１の被駆動体、圧電素子、位置規制部材及びベース部材の配置関係を説明するために示した分解斜視図である。
【図４】図１の位置規制部材の収容部を取出して示した平面図である。
【図５】図１の位置規制部材の収容部の挿入口の変形例を説明するために示した平面図である。
【図６】図１の圧電素子を被駆動体から分離させた状態を正面側から見た状態を示した平面図である。
【図７】図１の圧電素子を被駆動体から分離させた状態を側面側から見た状態を示した平面図である。
【図８】この発明の他の実施の形態に係る超音波モータの構成を説明するために示した平面図である。
【図９】図８の被駆動体、圧電素子及び位置規制部材の配置関係を説明するために示した分解斜視図である。
【図１０】図８の図１の位置規制部材の収容部を取出して示した平面図である。
【符号の説明】
【００３８】
１０…圧電素子、１１…駆動子、１２…被駆動体、１３…ホルダ部材、１３１…突起部、１３２…被押圧部、１４…位置規制部材、１４１…収容部、１４２…開口、１４３…抜け防止突部、１４４…開口、１４５…抜け防止突部、１５…ベース部材、１６…制御部材、１７…加圧部材。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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